JP4804152B2 - 音声信号調整装置、オーディオシステム、車載オーディオシステム - Google Patents

Description

本発明は、音声の発生効率が異なるスピーカであって、例えば低効率スピーカおよび高効率スピーカに対して供給される音声信号を調整する、特に音量に関する調整を行う音声信号調整装置に関する。

例えば、車両に搭載されるオーディオシステムにおいて、車両の左右ドア部に設置されたスピーカによって音場や音像を形成する場合、その設置位置等によりユーザ（車両の搭乗者）に適した状態とならない場合がある。そこで、車両内で形成される音場や音像をより適した状態とするために、左右ドア部のスピーカに加えて、車両天井の前方又は後方にフラットパネルスピーカを設ける技術が公開されている（例えば、特許文献１、２を参照。）。

これらの技術においては、ドアスピーカによる音響特性を補正するために、指向性の広いフラットパネルを車両の天井に設けることで、車室内に形成される音場が上昇するため、車室内のユーザにより適した音場、音像の形成が可能となる。また、フラットパネルスピーカは指向性が広いため、フラットパネルスピーカと左右ドア部のスピーカによる合成音は、ユーザを中心として円形状の広がりを有した状態に形成されるため音の広がり感にも優れている。

また、フラットパネルスピーカを構成するための振動発生装置としての振動トランスデューサに関する技術が公開されている（例えば、特許文献３を参照。）。この振動トランスデューサでは、コイルと磁石組立体との間に発生する磁束の変動を利用して、振動されるべき部材、例えば天井パネル等の車内の内装材を振動させてスピーカとして機能させる。
特開２００４−１６８２６７号公報 特開２００４−１６８２６５号公報 特表平１１−５１２２５２号公報

例えば、上記のフラットパネルスピーカやドアスピーカのように、音声の発生効率が異なる複数種類のスピーカで同時に音声を再生する場合、各スピーカへの駆動信号レベルが同一である場合、低効率スピーカからの音量は低くなり音声が聞こえにくい。しかし低効率スピーカの駆動信号レベルを高効率スピーカより大きく設定すると、音量を上げていったときに低効率スピーカが先に飽和してしまい、音割れ等の不具合が発生する虞がある。特に、上記振動トランスデューサを用いるスピーカでは、必ずしも良好な特性を有するとは限らない天井パネル等を振動板として使用する場合があるため、一般のコーン型のスピーカに比べ音声の発生効率が低くなり、上記低効率スピーカに挙げられた不具合が発生する虞がある。

本発明では、上記した問題に鑑み、音声の発生効率が異なる複数種類のスピーカで同時に音声を再生する場合、音割れ等の不具合を抑制しながら低効率側のスピーカでの音量をより適正な状態とすることを目的とする。

本発明では、上記した課題を解決するために、低効率スピーカにおける音圧レベルの調
整と高効率スピーカにおける音圧レベルの調整とを、各スピーカに対する指令音量レベルに応じて異ならしめることとした。このようにすることで、音声の再生時に、音割れ等の不具合を抑制しながら低効率側のスピーカでの音量をより適正な状態とすることが可能となる。

詳細には、本発明は、音声の発生効率が異なるスピーカであって少なくとも一の低効率スピーカと一の高効率スピーカに対して供給する音声信号を調整する音声信号調整装置であって、前記低効率スピーカに供給される音声信号の音量を調整する第一調整手段と、前記高効率スピーカに供給される音声信号の音量を調整する第二調整手段と、前記低効率スピーカおよび前記高効率スピーカに対する指令音量レベルの所定範囲において、該指令音量レベルに応じて、前記第一調整手段によって調整される前記低効率スピーカへの供給音声信号の音圧レベルである第一音圧レベルを、前記第二調整手段によって調整される前記高効率スピーカへの供給音声信号の音圧レベルである第二音圧レベル以上に設定する音圧レベル制御手段と、を備える。

本発明に係る音声信号調整装置においては、少なくとも低効率スピーカおよび高効率スピーカの、音声発生効率が異なる二種類のスピーカに対して、同一の音声信号が供給されて、音声の再生が行われる。この発生効率の違いは、スピーカの構造、形状等あらゆる要因に起因するものである。そして、これらの低効率スピーカおよび高効率スピーカに供給される音声信号の音量は、それぞれ第一調整手段および第二調整手段によってそれぞれへの供給音声信号の音圧レベルが調整されることで制御される。

ここで、本発明に係る音声信号調整装置では、音圧レベル制御手段によって、第一調整手段によって調整される低効率スピーカへの供給音声信号の音圧レベルである第一音圧レベルと、第二調整手段によって調整される高効率スピーカへの供給音声信号の音圧レベルである第二音圧レベルとの相対関係が、前者が後者より高くなるように、各スピーカに対する指令音量レベルの所定範囲の中で、該指令音量レベルに応じて制御される。ここで、指令音量レベルとは、上記低効率スピーカおよび高効率スピーカからの音声を聞くユーザ（以下、単に「ユーザ」と称する）等からの要求に応じて、各スピーカに対して出力が命じられる音量のレベルを言う。そして、その所定範囲とは、音圧レベル調整手段によって低効率スピーカの第一音圧レベルがより大きくなることで音割れ等の不具合が発生しない指令音量レベルの範囲、換言するならばユーザの使用範囲において支障とならない指令音量レベルの範囲を言う。

このように、音圧レベル制御手段によって第一音圧レベルと第二音圧レベルとが所定の相対関係となるようにすることで、音量が大きくなっとき等に音割れ等の不具合が発生することなく、低効率スピーカからの音声をユーザに聞こえやすくすることが可能となる。

ここで、前記音圧レベル制御手段による音声信号の調整について、より具体的には、前記指令音量レベルの所定範囲のうち低音量レベル側の範囲では、該指令音量レベルに対する前記第一音圧レベルの割合が、該指令音量レベルに対する前記第二音圧レベルの割合より高くなるように、前記低効率スピーカおよび／または前記高効率スピーカへの供給音声信号の音圧レベルを調整し、前記指令音量レベルの所定範囲のうち中音量レベル側の範囲では、該指令音量レベルに対する前記第一音圧レベルの割合が、該指令音量レベルに対する前記第二音圧レベルの割合と略同一となるように、前記低効率スピーカおよび／または前記高効率スピーカへの供給音声信号の音圧レベルを調整するようにしてもよい。

指令音量レベルの所定範囲のうち低音量レベル側の範囲では、第一音圧レベルを第二音圧レベルに対して比較的高く設定しても、低効率スピーカによる音声発生には余裕があり音割れは生じにくい。そこでこのような場合は、第一音圧レベルをユーザの使用状況に応
じて可及的に大きく設定してもよい。しかし、指令音量レベルが上昇し、中音量レベル、即ち上記低音量レベルより大きい音量レベルとなると、低効率スピーカでの不具合が発生する確率が上昇するため、このような場合は、指令音量レベルに対する第一音圧レベルの上昇率（上記の指令音量レベルに対する第一音圧レベルの割合）を第二音圧レベルの上昇率（上記の指令音量レベルに対する第二音圧レベルの割合）と同程度とする。このようにすることで、低効率スピーカでの不具合を抑制しつつ、低効率スピーカの音量をより大きく維持することが可能となる。

尚、指令音量レベルの所定範囲のうち高音量レベル側の範囲では、更に低効率スピーカでの不具合の発生確率が高まることを考慮して、第一音圧レベルと第二音圧レベルとを同一としてもよい。

また、前記音圧レベル制御手段による音声信号の別の調整について、より具体的には、前記指令音量レベルの所定範囲のうち低音量レベル側の範囲では、該指令音量レベルに対する前記第一音圧レベルの割合が該指令音量レベルに対する前記第二音圧レベルの割合より高く、且つ該指令音量レベルに対する前記第一音圧レベルの割合が該範囲のいずれかで最大値をとり、更に、前記指令音量レベルが増加するに従い、該指令音量レベルに対する前記第一音圧レベルの割合が徐々に小さくなり、更に、指令音量レベルの所定範囲の高音量レベル側の範囲で、前記第一音圧レベルが前記第二音圧レベルと同一となるようにしてもよい。

この音圧レベル制御手段による調整では、指令音量レベルに対する第一音圧レベルの割合が、指令音量の増加とともに減少して行き、最終的に第一音圧レベルと第二音圧レベルとが一致するように、音圧レベル制御手段による制御が行われる。即ち、該制御によって、第一音圧レベルの第二音圧レベルに対する大きさを、指令音量レベルの増大に従って徐々に減少させていく。このようにすることで、低効率スピーカでの不具合を抑制しつつ、低効率スピーカの音量をより大きく維持することが可能となる。

ここで、上述までの音声信号調整装置において、前記音圧レベル制御手段は、前記低効率スピーカおよび前記高効率スピーカに供給される音声信号の周波数に応じて、それぞれへの供給音声信号の音圧レベルを調整する周波数特性調整手段を有し、その周波数特性調整手段は、それぞれへの供給音声信号の所定の周波数範囲において、前記第一音圧レベルを前記第二音圧レベル以上に設定するようにしてもよい。

即ち、イコライザ等の周波数特性調整手段によって、音声信号の周波数毎の音圧レベルの調整という観点においても、音圧レベル制御手段は、周波数特性調整手段を介して、第一音圧レベルを第二音圧レベル以上に設定し、以て低効率スピーカからの音声をユーザに聞こえやすくすることが可能となる。尚、上記所定の周波数範囲とは、低効率スピーカからの音声を効率的に聞こえやすくするための音声信号の周波数範囲であって、適宜設定すればよい。また、ユーザの可聴範囲の全周波数範囲全体において、周波数特性調整手段によって第一音圧レベルを第二音圧レベル以上とすることを妨げるものではない。

ここで、上述までの音声信号調整装置において、前記音圧レベル制御手段は、所定条件が成立したときの所定時間の間において、前記第一音圧レベルを、該所定時間以外の通常時の第一音圧レベルより更に高くするようにしてもよい。

所定条件とは、低効率スピーカによって音声が再生されるとき、その再生をユーザに認識させるためのトリガーとなる条件であり、例えば、低効率スピーカによって音声の再生が開始されるときや、低効率スピーカから再生される音声のソースが変更されるとき等である。このような場合に、更に第一音圧レベルを通常の第一音圧レベルより高くすること
で、ユーザの意識を低効率スピーカに向かわせることが可能となる。その結果、低効率スピーカから再生される音声を効率的にユーザに聞かせることができる。尚、上記所定時間は、ユーザの意識を低効率スピーカに向けることが十分である時間であればよく、実験等によって適宜検証し、設定することが可能である。

また、上述までの音声信号調整装置において、前記音圧レベル制御手段は、所定条件が成立したときの所定時間の間において、前記第一音圧レベルを前記第二音圧レベル以上に設定するようにしてもよい。

上記所定条件および所定時間は、上述の場合と同様である。即ち、音圧レベル制御手段による第一音圧レベルと第二音圧レベルの調整を行うタイミングを、この所定時間の間とすることで、ユーザの意識を低効率スピーカに向けさせることが可能となる。従って、その所定時間の経過後において、音圧レベル制御手段による第一音圧レベルと第二音圧レベルの調整を行わなくとも、ユーザの意識おいて低効率スピーカからの音声が認識され、その存在感は持続され得る。

ここで、上記した課題を解決するために、本発明に係る音声信号調整装置は、音声の発生効率が異なるスピーカであって少なくとも一の低効率スピーカと一の高効率スピーカに対して供給する音声信号を調整する音声信号調整装置であって、前記低効率スピーカに供給する音声信号の音量を調整する第一調整手段と、前記高効率スピーカに供給する音声信号の音量を調整する第二調整手段と、前記低効率スピーカに対する指令音量レベルの所定範囲において、前記第一調整手段によって調整される前記低効率スピーカへの供給音声信号の音圧レベルである第一音圧レベルを、該供給音声信号の周波数にかかわらず最大値とする第一音圧レベル制御手段と、前記高効率スピーカに対する指令音量レベルの所定範囲において、前記第二調整手段によって調整される前記高効率スピーカへの供給音声信号の音圧レベルである第二音圧レベルを、該供給音声信号の周波数に応じて調整する第二音圧レベル制御手段と、を備える。

即ち、イコライザ等の周波数特性調整による音声信号の周波数毎の音圧レベルの調整という観点において、第一音圧レベルについては第一音圧レベル制御手段が供給音声信号の周波数にかかわらず最大値とすることで、第一音圧レベルを、第二音圧レベル制御手段によって周波数毎の音圧レベル調整を行う第二音圧レベル以上とする。このようにすることで、低効率スピーカからの音声をユーザに聞こえやすくすることが可能となる。

また、上述までの音声信号調整装置において、前記高効率スピーカからの音声による音像が、前記低効率スピーカが位置する場所に定位するように、該高効率スピーカへの供給音声信号を制御する定位制御手段を、更に備えるようにしてもよい。この定位制御手段により、ユーザに低効率スピーカの存在をより強く認識させることが可能となり、以て低効率スピーカからの音声をより効率的にユーザの聴覚に訴えることが可能となる。

ここで、上述までの低効率スピーカとして、平面構造体を振動させることで音声を発生させるフラットパネルスピーカが例示できる。フラットパネルスピーカは、場合によって高効率スピーカよりも比較的大きい構造体である場合があるが、平面構造体を振動させることで音声を発生させるため、その指向性は広い。しかし、振動源となる構造体が大きいことにより音声の発生効率は比較的低くなる。そこで、フラットパネルスピーカと高効率スピーカとを組合せることによって良好な音場や音像を形成させることが可能となり、そのような場合、本発明にかかる音声信号調整装置は非常に有用である。

そこで、上述までの本発明に係る音声信号調整装置と、前記音声信号調整装置へ音声信号を供給する一又は複数の音声信号供給装置と、前記音声信号調整装置の前記第一調整手
段によって音量が調整された音声信号が供給される一又は複数の低効率スピーカと、前記音声信号調整装置の前記第二調整手段によって音量が調整された音声信号が供給される一又は複数の高効率スピーカと、を備えることで、オーディオシステムの構成が可能である。

更に、このオーディオシステムは、車両の室内に搭載される車載オーディオシステムにも適用が可能であり、その場合、例えば、前記低効率スピーカを、前記車両の天井板を振動させることで音声を発生させる天井スピーカとしてもよい。また、前記高効率スピーカを、前記車両の左右ドア部および／またはダッシュボード等の前後車両構造体に設けられたスピーカ、例えばコーン型のスピーカとしてもよい。

音声の発生効率が異なる複数種類のスピーカで同時に音声を再生する場合、音割れ等の不具合を抑制しながら低効率側のスピーカでの音量をより適正な状態とすることが可能となる。

ここで本発明に係る音声信号調整装置、および該音声信号調整装置が適用されて構成される車載オーディオシステムの実施の形態について図面に基づいて説明する。

図１、２は、本発明に係る音声信号調整装置３０が搭載された車両１における車載オーディオシステムの概略構成を表す。図１は車両１を側方から見た図であり、図２は車両１を上方から見た図である。車両１の室内には座席が二列設けられ、その最前列の座席前方のダッシュボードに車載オーディオシステムを構成するヘッドユニット１０が組み込まれている。更に、最前列助手席の足元には車載オーディオシステムを構成する本発明にかかる音声信号調整装置（以下、「別置アンプ」という）３０が配置されている。

ヘッドユニット１０および別置アンプ３０は、互いに車両１内に敷設された車内ＬＡＮを介して電気的に接続されている。更に別置アンプ３０は、車両１の天井に設けられた天井スピーカ４０と、車両１の左右ドアの四箇所（前方ドアの左右二箇所と後方ドアの左右二箇所）に設けられたドアスピーカ５０とに接続されている。天井スピーカ４０は、車両１の天井板４０ｂと、それに接続されたエキサイタ４０ａによって構成される。エキサイタ４０ａが別置アンプ３０から供給される駆動電流によって振動することで、天井板４０ｂが励振されて音声が発生する。一方で、ドアスピーカ５０は、いわゆるコーンタイプのボックススピーカである。

このように車両１においては、ドアスピーカ５０に加えて天井スピーカ４０を設けることで、車両室内に形成される音場をユーザ（搭乗者）の頭部により近づけることが可能となり、以てユーザの車載オーディオシステムの使用環境が良好となる。また、天井スピーカ４０は、比較的大きい天井板４０ｂを励振させることで音声を発生させるため音声の指向性が広く、車両室内に形成される音声に広がり感を与えることができる。この天井スピーカ４０は主に天井板４０ｂで構成されるため、車両１内の空間を占める割合が小さく、そこの居住性を害さない。

しかし、上述したように天井スピーカ４０における音声の発生は、エキサイタ４０ａによる天井板４０ｂの振動に依るである一方で、ドアスピーカ５０の音声の発生はその内部に有するコーンに依るため、天井スピーカ４０の音声の発生効率は、ドアスピーカ５０の音声の発生効率よりも低いものとなる。そこで、本発明に係る別置アンプ３０およびそれを含む車載オーディオシステムは、天井スピーカ４０とドアスピーカ５０の音声の発生効
率が異なることを考慮して形成される。

図３に、車載オーディオシステムの概略構成を示す。ヘッドユニット１０は、車両１内のユーザが、車載オーディオシステムに対して要求を出すための操作部（通常、操作ボタンやタッチパネルディスプレイ等で構成される）１１、別置アンプ３０との情報の送受信を行う通信部１２、ヘッドユニット１０内に設けられた後述する複数の音声信号供給装置（以下、「音声ソース」という）の制御を行う制御部１３を有し、これらは制御用バスで互いに接続されている。更に、この制御部１３は、切替装置２０を制御して、制御用バスを介して接続されている複数の音声ソースから一の音声ソースを出力用の音声ソースとして択一的に選び、通信部１２を介してその出力用音声ソースからの音声信号を別置アンプ３０へ供給する。

ここで、音声ソースとして、ＣＤ／ＤＶＤデッキ（以下、単に「ＣＤデッキ」という。）１５と、ハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」という。）１４が備えられている。車両１を操縦するユーザ等が、ＣＤデッキ１５に音楽データが記録された音楽ＣＤを装着すると、制御部１３が切替装置２０を介して、ＣＤデッキ１５を出力用音声ソースとして選択するとともに、音楽ＣＤからデータのサンプリングが行われ、音声信号が別置アンプ３０に供給される。このとき、制御部１３は、ＣＤデッキ１５に装着された音楽ＣＤが車両１内で初めて演奏される場合には、その音楽データをＡＴＲＡＣ３やＭＰ３等の所定の圧縮ファイル形式に変換してＨＤＤ１４内に記録していく。このようにすることで、制御部１３が、ＨＤＤ１４内に音楽データを記録していき、ＣＤデッキ１５に音楽ＣＤが装着されていなくても、ユーザは任意にＨＤＤ１４内に記録された音楽データを再生し、車両１内で聞くことが可能となる。尚、このＨＤＤ１２内に記録された音楽データの再生は、ヘッドユニット１０に備えられたデコード部２１によって、該音楽データがデコードされ音楽信号に変換され、デコード部２１から別置アンプ３０に供給されることで行われる。

更に、ヘッドユニット１０には、音声ソースとして、ＴＶチューナ１６、ＡＭ／ＦＭチューナ１７、ＭＤデッキ１８、カセットデッキ１９が備えられ、それぞれ制御用バスを介して制御部１３に制御されるとともに、切替装置２０に電気的に接続されている。ユーザは操作部１１を介してこれらの何れかを選択することで、制御部１３がＴＶ、ラジオ、ＭＤ、カセットの各媒体から音声信号を別置アンプ３０に供給し、車両１内に再生することが可能である。また、各媒体から得られる音声信号を、上述したように音楽ＣＤの場合と同じようにＨＤＤ１４内に記録することも可能である。

次に、別置アンプ３０は、ヘッドユニット１０の通信部１２と通信を行う通信部３１と、別置アンプ３０内に設けられ通信部３１を介してヘッドユニット１０から供給される音声信号を調整する各構成部の制御を行う制御部３２を有する。別置アンプ３０には、天井スピーカ４０に最終的に供給される音声信号を調整する音量制御部４１、第一イコライザ４２、第二イコライザ４３、電流増幅部４４で構成される天井スピーカ用調整系列と、ドアスピーカ５０に最終的に供給される音声信号を調整する音量制御部５１、第一イコライザ５２、第二イコライザ５３、電流増幅部５４で構成されるドアスピーカ用調整系列の二系列が設けられている。

以下に、天井スピーカ用調整系列とドアスピーカ用調整系列における各構成部の詳細について説明する。音量制御部４１と音量制御部５１は、天井スピーカ４０およびドアスピーカ５０に対して要求される音声の指令音量レベルに対する音圧レベルの制御を行う。この指令音量レベルは、車両室内のユーザがヘッドユニット１０の操作部１１から各スピーカに与える音声の音量である。本実施例では、ユーザは指令音量レベルを０から６３までの６４段階で指定することができ、０が最小音量、６３が最大音量とする。この指令音量
レベルの信号は、操作部１１から通信部１２、３１を経て、別置アンプ３０の制御部３２に渡され、それに基づいて制御部３２が音量制御部４１、５１の制御を行う。

ここで、音量制御部４１および音量制御部５１による音圧レベルの具体的な調整方法を、図４および図５に示す。図５は、指令音量レベルに対するドアスピーカ５０と天井スピーカ４０の音圧レベルの具体的な数値を表にしたものであり、図４はそれをグラフ化したものである。図４における線Ｌ１はドアスピーカ５０の音圧レベルの推移を表し、線Ｌ２、Ｌ３は天井スピーカ４０の音圧レベルの推移を表す。尚、天井スピーカ４０の音圧レベルの推移を表す線が二つある点については、後述する。また、本実施例では、記載を簡潔にするため指令音量レベルを基本的に５ずつ表示したが、図５に表示されていない指令音量レベルに対する各スピーカの音圧レベルは図４に示すグラフにより補間される。

ここで、図４に示すように、ユーザによって選択し得る指令音量レベルの範囲（０〜６３）において、天井スピーカ４０での音圧レベルは、ドアスピーカ５０での音圧レベルより高く設定される。これは、天井スピーカ４０の音声発生効率が、ドアスピーカ５０のよりも低いことを考慮し、天井スピーカ４０からの音声をユーザに聞こえやすくするためである。更に、指令音量レベルが０〜１０程度までの低音量レベルの範囲では、指令音量レベルに対する音圧レベルの割合（以下、「音圧レベル比率」と称する）については、天井スピーカ４０の音圧レベル比率は、ドアスピーカ５０の音圧レベル比率より大きい。従って、図４に示すグラフでは、該低音量レベルの範囲では、線Ｌ２、Ｌ３の傾きが、線Ｌ１の傾きより急峻となる。このように天井スピーカ４０の音圧レベルを急変化させても、天井スピーカに与えられる音量指令が低音量指令であるため、天井スピーカ４０の機能は音割れ等の不具合を出さずに正常に維持され得る。

次に、指令音量レベルが、１０〜４０までの中音量レベルの範囲では、天井スピーカ４０の音圧レベル比率は、ドアスピーカ５０の音圧レベル比率と略同一とされ、且つ両音圧レベル比率の値も略一定に調整される。従って、図４に示すグラフでは、該中音量レベルの範囲では、線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の傾きは略一定となり、指令音量レベルと音圧レベルとの間には線形性が存在する。即ち、中音量レベルの範囲では、低音量レベルの範囲と異なり、天井スピーカ４０の音圧レベル比率をドアスピーカ５０と同程度に抑えることで、天井スピーカ４０において音割れ等の不具合が発生するのを抑制する。

更に、指令音量レベルが、４０〜６３（最大値）までの高音量レベルの範囲では、最大指令音量６３において天井スピーカ４０の音圧レベルがドアスピーカ５０の音圧レベルと同一となるように、天井スピーカ４０の音圧レベル比率が調整される。従って、図４に示すグラフでは、該高音量レベルの範囲では、線Ｌ２、Ｌ３の傾きは線Ｌ１より小さくなり、各線は最大指令音量レベル６３において音圧レベルが０ｄＢに集約する。このように、天井スピーカ４０の音圧レベルをドアスピーカ５０の音圧レベルと同一とすることで、指令音量レベルを最大値に近づけることによる音割れの発生を抑制することが可能となる。

次に、第一イコライザ４２と第一イコライザ５２は、天井スピーカ４０およびドアスピーカ５０に供給される音声信号の周波数特性（周波数に対する音圧レベルの特性）の調整を行う。ここで、第一イコライザ４２および第一イコライザ５２による周波数特性の具体的な調整方法を、図６および図７に示す。図６は、指令音量毎の、音声信号の周波数と各周波数に対する音圧レベルの調整量の関係を示す（線Ｌ４〜Ｌ１０）。そして、図７は、指令音量レベルに対する、ドアスピーカ５０において採用する周波数特性の調整態様（図６に示す線Ｌ４〜Ｌ１０の何れかで表される）と天井スピーカ４０において採用する周波数特性の調整態様（図６に示す線Ｌ４〜Ｌ１０の何れかで表される）との関係を示す。

図６において、天井スピーカ４０およびドアスピーカ５０への指令音量レベルが大きく
なるに従い、各スピーカで採用される周波数特性の調整態様は線Ｌ１０から線Ｌ４に移行する傾向を有する。更に、図７に示すように、同一の指令音量レベルにおいては、天井スピーカ４０で採用される周波数特性の調整態様は、ドアスピーカ５０の調整態様における音圧レベル以上の音圧レベルとなる態様とされる。例えば、ヘッドユニット１０の操作部１１を介して与えられた各スピーカへの指令音量レベルが３０である場合、図７に示す表より、ドアスピーカ５０で採用される調整態様は線Ｌ８で表されるものであり、天井スピーカ４０で採用される調整態様は線Ｌ７で表されるものである。従って、このとき制御部３２によって、第一イコライザ４２が線Ｌ７で表される周波数特性の調整を行うべく第一イコライザ４２が制御され、第一イコライザ５２が線Ｌ８で表される周波数特性の調整を行うべく第一イコライザ５２が制御される。

このように本発明に係る別置アンプ３０で構成される車載オーディオシステムでは、天井スピーカ４０とドアスピーカ５０の音声発生効率の違いを考慮して、音声信号の周波数特性の調整においても、天井スピーカ４０の音圧レベルをドアスピーカ５０の音圧レベル以上に設定する。これにより、天井スピーカ４０からの音声をユーザに認識させやすくなる。

次に、第二イコライザ４３と第二イコライザ５３も、天井スピーカ４０およびドアスピーカ５０に供給される音声信号の周波数特性（周波数に対する音圧レベルの特性）の調整を行う。しかしこれらは、上述のような天井スピーカ４０とドアスピーカ５０の音声発生効率を考慮した周波数特性の調整ではなく、ユーザの嗜好性に依拠した調整を行う。具体的には、ユーザがヘッドユニット１０の操作部１１を介して要求した周波数特性を達成するために、天井スピーカ４０およびドアスピーカ５０への音声信号に対して、同一の周波数特性の調整態様に基づいて、制御部３２が第二イコライザ４３および第二イコライザ５３を制御する。即ち、第二イコライザ４３、５３で行われる周波数特性の調整は、第一イコライザ４２、５２で行われる周波数特性の調整とは異なり、天井スピーカ４０とドアスピーカ５０の音声発生効率の違いは考慮されずに、音声信号の周波数特性の調整が行われる。

最後に、電流増幅部４４と電流増幅部５４は、それぞれ、音量制御部４１、第一イコライザ４２、第二イコライザ４３で調整された音声信号と、音量制御部５１、第一イコライザ５２、第二イコライザ５３で調整された音声信号が、天井スピーカ４０、ドアスピーカ５０を駆動するのに十分な大きさとなるように、各音声信号の増幅を行う。

上述したように、天井スピーカ４０に供給される音声信号に対する調整とドアスピーカ５０に供給される音声信号に対する調整とを異ならしめることで、天井スピーカ４０における音割れの不具合を抑えるとともに、天井スピーカ４０の音声発生効率の低さを十分に補償してヘッドユニット１０が有する音声ソースからの音声の再生が可能となる。

ここで、図８に、本発明に係る別置アンプ１０から構成される車載オーディオシステムで行われる、音声ソースからの音声信号に対する音量制御のフローの一例を示す。この音量制御は主に別置アンプ３０の制御部３２によって実行される。以下に、該音量制御の詳細を説明する。

Ｓ１０１では、車載オーディオシステムが立ち上げられたか否かが判定される。具体的には、ヘッドユニット１０側に設けられた電源スイッチがＯＦＦの状態からＯＮの状態になったことを制御部１３が検知し、それを通信部１２、３１を介して制御部３２が取得すると、該制御部３２が車載オーディオシステムが立ち上げられたと判定する。Ｓ１０１で車載オーディオシステムが立ち上げられたと判定されるとＳ１０３へ進み、車載オーディオシステムが立ち上げられていないと判定されるとＳ１０２へ進む。

Ｓ１０２では、電源がＯＮ状態にある車載オーディオシステムにおいて、複数の音声ソースのうち出力用音声ソースとして選択される音声ソースが切り替えられたか否かが判定される。具体的には、切替装置２０によって選択される出力用音声ソースを制御部１３が監視し、その選択先が変更されると変更があったことを伝える信号が通信部１２、３１を介して制御部３２に伝えられる。制御部３２はその信号に基づいて、本判定を行う。Ｓ１０２で音声ソースが切り替えられたと判定されるとＳ１０３へ進み、音声ソースが切り替えられていないと判定されるとＳ１０５へ進む。

Ｓ１０３では、上述した音量制御部４１および音量制御部５１による音圧レベルの調整および第一イコライザ４２および第一イコライザ５２による周波数特性の調整が行われる。このとき、音量制御部４１における音圧レベルの調整は、図４に示す線Ｌ３で表される指令音量レベル対音圧レベルの関係、即ち図５に示す「天井スピーカＶＯＬ２」の欄に示す数値に基づいて行われる。この線Ｌ３で表される音圧レベルの推移は、線Ｌ２で表される音圧レベルの推移に比べて、音圧レベルが高く設定されている。これらの調整が行われた音声ソースからの音声信号が、天井スピーカ４０およびドアスピーカ５０に供給されて、車両室内で音声が再生される。このとき、車両室内のユーザは、上述したように天井スピーカ４０からの音声を明確に認識することが可能である。Ｓ１０３の処理が終了すると、Ｓ１０４へ進む。

Ｓ１０４では、Ｓ１０３の処理が開始されてから所定時間Ｔ１が経過したか否かが判定される。この所定時間Ｔ１は、Ｓ１０３の処理を継続する時間であり、車載オーディオシステムに適した値が適宜設定され得る。この所定時間Ｔ１が経過したと判定されるとＳ１０５へ進み、所定時間Ｔ１が経過していないと判定されるとＳ１０３の処理が再び行われる。

Ｓ１０５では、上述した音量制御部４１および音量制御部５１による音圧レベルの調整および第一イコライザ４２および第一イコライザ５２による周波数特性の調整が行われる。このとき、音量制御部４１における音圧レベルの調整は、図４に示す線Ｌ２で表される指令音量レベル対音圧レベルの関係、即ち図５に示す「天井スピーカＶＯＬ１」の欄に示す数値に基づいて行われる。この線Ｌ２で表される音圧レベルの推移は、線Ｌ３で表される音圧レベルの推移に比べて、音圧レベルが低く設定されているが、車両室内のユーザは、上述したように天井スピーカ４０からの音声を明確に認識することが可能である。Ｓ１０５の処理後、本制御を終了する。

本制御によると、天井スピーカ４０における音割れの不具合を抑えるとともに、天井スピーカ４０の音声発生効率の低さを十分に補償してヘッドユニット１０が有する音声ソースからの音声の再生が可能となる。更に、車載オーディオシステム立ち上げ時や音声ソースを切り替えた直後の所定の条件が成立したときは、音量制御部４１における天井スピーカ４０の音圧レベルを、通常の再生時の天井スピーカ４０の音圧レベルより更に高く設定する。このようにすることで、所定の条件が成立したときに、車両室内のユーザに対して、天井スピーカ４０の存在を改めて強調させることができるため、結果的にユーザの意識において天井スピーカ４０からの音声がより明確に認識され得る。そして一度認識されるとユーザの意識に天井スピーカ４０の存在が定着するため、その後（所定時間Ｔ１経過後）は天井スピーカの音圧レベルを低く調整するのである（但し、この場合においても、図４に示すように、ドアスピーカ５０の音圧レベルを下回らない。）。

上述した音量制御の他に、車両１に設けられた四つのドアスピーカ５０からの音声によって形成される音像が、天井スピーカ４０が存在する位置、即ち車両の天井板４０ｂの位置に定位するように音像定位制御を行ってもよい。この音像定位制御は、例えば、制御部
３２がドアスピーカ用調整系列を構成する構成部（図３には図示されない構成部）に対して、音声信号の所定周波数の音圧レベルを上昇させることで行う。この所定周波数の一例として、７〜８ｋＨｚが挙げられる。

また、上述した音量制御部４１、５１による音圧レベルの制御を行わずに、天井スピーカ４０およびドアスピーカ５０に対して図６に示す周波数特性の調整のみを行っても、天井スピーカ４０とドアスピーカ５０の音声発生効率の違いを考慮した音量の制御が可能である。このとき、音声発生効率の低い天井スピーカ４０に対しては、指令音量レベルにかかわらず、図６中の線Ｌ４で示す周波数の調整態様に基づいて、即ち音声信号の周波数にかかわらず音圧レベルを−０ｄＢに、音声信号の調整を行う。尚、ドアスピーカ５０に対しては、図７の表に示すように指令音量レベルに応じて音声信号の周波数特性の調整を行う。このようにすることでも、天井スピーカ４０における音割れの不具合を抑えるとともに、天井スピーカ４０の音声発生効率の低さを十分に補償してヘッドユニット１０が有する音声ソースからの音声の再生が可能となる。

本発明の実施例に係る音声信号調整装置を含んで構成される車載オーディオシステムが搭載される車両の第一の図である。 本発明の実施例に係る音声信号調整装置を含んで構成される車載オーディオシステムが搭載される車両の第二の図である。 本発明の実施例に係る音声信号調整装置を含んで構成される車載オーディオシステムの概略構成を示す図である。 本発明の実施例に係る音声信号調整装置において行われる音圧レベルの調整における、指令音量レベルと音圧レベルとの関係を表すグラフである。 図４に示すグラフと対応する表である。 本発明の実施例に係る音声信号調整装置において行われる周波数特性の調整における、周波数と音圧レベルとの関係を表すグラフである。 本発明の実施例に係る音声信号調整装置における、指令音量レベルと天井スピーカとドアスピーカに採用される周波数特性の補正態様との関係を示す表である。 本発明の実施例に係る音声信号調整装置で行われる音量制御のフローチャートである。

符号の説明

１・・・・車両
１０・・・・ヘッドユニット
３０・・・・音声信号調整装置（別置アンプ）
３２・・・・制御部
４０・・・・天井スピーカ
５０・・・・ドアスピーカ
４１、５１・・・・音量制御部
４２、５２・・・・第一イコライザ

Claims (10)

1. 音声の発生効率が異なるスピーカであって少なくとも一の低効率スピーカと一の高効率スピーカに対して供給する音声信号を調整する音声信号調整装置であって、
   前記低効率スピーカに供給される音声信号の音量を調整する第一調整手段と、
   前記高効率スピーカに供給される音声信号の音量を調整する第二調整手段と、
   前記低効率スピーカおよび前記高効率スピーカに対する指令音量レベルの所定範囲において、該指令音量レベルに応じて、前記第一調整手段によって調整される前記低効率スピーカへの供給音声信号の音圧レベルである第一音圧レベルを、前記第二調整手段によって調整される前記高効率スピーカへの供給音声信号の音圧レベルである第二音圧レベル以上に設定する音圧レベル制御手段と、
   を備えることを特徴とする音声信号調整装置。
2. 前記音圧レベル制御手段は、
   前記指令音量レベルの所定範囲のうち低音量レベル側の範囲では、該指令音量レベルに対する前記第一音圧レベルの割合が、該指令音量レベルに対する前記第二音圧レベルの割合より高くなるように、前記低効率スピーカおよび／または前記高効率スピーカへの供給音声信号の音圧レベルを調整し、
   前記指令音量レベルの所定範囲のうち中音量レベル側の範囲では、該指令音量レベルに対する前記第一音圧レベルの割合が、該指令音量レベルに対する前記第二音圧レベルの割合と略同一となるように、前記低効率スピーカおよび／または前記高効率スピーカへの供給音声信号の音圧レベルを調整する
   ことを特徴とする請求項１に記載の音声信号調整装置。
3. 前記音圧レベル制御手段は、
   前記指令音量レベルの所定範囲のうち低音量レベル側の範囲では、該指令音量レベルに対する前記第一音圧レベルの割合が該指令音量レベルに対する前記第二音圧レベルの割合より高く、且つ該指令音量レベルに対する前記第一音圧レベルの割合が該範囲のいずれかで最大値をとり、
   更に、前記指令音量レベルが増加するに従い、該指令音量レベルに対する前記第一音圧レベルの割合が徐々に小さくなり、
   更に、指令音量レベルの所定範囲の高音量レベル側の範囲で、前記第一音圧レベルが前記第二音圧レベルと同一となる
   ことを特徴とする請求項１に記載の音声信号調整装置。
4. 前記音圧レベル制御手段は、前記低効率スピーカおよび前記高効率スピーカに供給される音声信号の周波数に応じて、それぞれへの供給音声信号の音圧レベルを調整する周波数特性調整手段を有し、
   前記周波数特性調整手段は、それぞれへの供給音声信号の所定の周波数範囲において、前記第一音圧レベルを前記第二音圧レベル以上に設定することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の音声信号調整装置。
5. 前記音圧レベル制御手段は、所定条件が成立したときの所定時間の間において、前記第一音圧レベルを、該所定時間以外の通常時の第一音圧レベルより更に高くすることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の音声信号調整装置。
6. 音声の発生効率が異なるスピーカであって少なくとも一の低効率スピーカと一の高効率スピーカに対して供給する音声信号を調整する音声信号調整装置であって、
   前記低効率スピーカに供給する音声信号の音量を調整する第一調整手段と、
   前記高効率スピーカに供給する音声信号の音量を調整する第二調整手段と、
   前記低効率スピーカに対する指令音量レベルの所定範囲において、前記第一調整手段によって調整される前記低効率スピーカへの供給音声信号の音圧レベルである第一音圧レベルを、該供給音声信号の周波数にかかわらず最大値とする第一音圧レベル制御手段と、
   前記高効率スピーカに対する指令音量レベルの所定範囲において、前記第二調整手段によって調整される前記高効率スピーカへの供給音声信号の音圧レベルである第二音圧レベルを、該供給音声信号の周波数に応じて調整する第二音圧レベル制御手段と、
   を備えることを特徴とする音声信号調整装置。
7. 前記高効率スピーカからの音声による音像が、前記低効率スピーカが位置する場所に定位するように、該高効率スピーカへの供給音声信号を制御する定位制御手段を、更に備えることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の音声信号調整装置。
8. 前記低効率スピーカは、平面構造体を振動させることで音声を発生させるフラットパネルスピーカであることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項に記載の音声信号調整装置。
9. 請求項１から請求項８の何れか一項に記載の音声信号調整装置と、
   前記音声信号調整装置へ音声信号を供給する一又は複数の音声信号供給装置と、
   前記音声信号調整装置の前記第一調整手段によって音量が調整された音声信号が供給される一又は複数の低効率スピーカと、
   前記音声信号調整装置の前記第二調整手段によって音量が調整された音声信号が供給される一又は複数の高効率スピーカと、
   を備えることを特徴とするオーディオシステム。
10. 請求項９に記載のオーディオシステムは、車両の室内に搭載される車載オーディオシステムであって、
    前記低効率スピーカは、前記車両の天井板を振動させることで音声を発生させる天井スピーカである
    ことを特徴とする車載オーディオシステム。

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